La Terra e l’intera Via Lattea potrebbero trovarsi al centro di un gigantesco e misterioso vuoto cosmico, una bolla a bassa densità che farebbe espandere il cosmo più velocemente nella nostra regione rispetto alle aree vicine dell’universo. Questa affascinante teoria, presentata al National Astronomy Meeting (NAM) della Royal Astronomical Society a Durham, emerge come una potenziale soluzione alla cosiddetta “Tensione di Hubble” e potrebbe aiutarci a definire con maggiore precisione l’età del nostro universo, stimata attualmente a circa 13,8 miliardi di anni.
Il dilemma della Tensione di Hubble
La costante di Hubble, introdotta da Edwin Hubble nel 1929, descrive il tasso di espansione dell’universo. Essa viene misurata osservando la distanza degli oggetti celesti e la loro velocità di allontanamento da noi. Il problema sorge quando si confrontano queste misurazioni: estrapolando i dati dell’universo primordiale e distante utilizzando il modello cosmologico standard, si prevede un tasso di espansione più lento rispetto a quello misurato nell’universo più vicino e recente. Questa discrepanza è nota come Tensione di Hubble.
“Una potenziale soluzione a questa incoerenza è che la nostra galassia si trovi vicino al centro di un grande vuoto locale“, ha spiegato il Indranil Banik dell’Università di Portsmouth. “Ciò farebbe sì che la materia venga attratta dalla gravità verso l’esterno a maggiore densità del vuoto, portando il vuoto a svuotarsi nel tempo. Mentre il vuoto si svuota, la velocità degli oggetti che si allontanano da noi sarebbe maggiore rispetto a se il vuoto non fosse presente. Questo quindi dà l’impressione di un tasso di espansione locale più veloce“.
Secondo Banik, la Tensione di Hubble è in gran parte un fenomeno locale, con scarse prove di una discordanza nel tasso di espansione con le aspettative della cosmologia standard più indietro nel tempo. Di conseguenza, una soluzione locale come un vuoto cosmico risulta particolarmente promettente.
Le onde sonore del Big Bang
Affinché questa teoria sia plausibile, la Terra e il nostro Sistema Solare dovrebbero trovarsi vicino al centro di un vuoto con un raggio di circa un miliardo di anni luce e con una densità inferiore di circa il 20% rispetto alla media dell’universo nel suo complesso. Il conteggio diretto delle galassie nella nostra regione locale supporta questa idea, mostrando una densità inferiore rispetto alle regioni vicine. Tuttavia, l’esistenza di un vuoto così grande e profondo è stata finora controversa, poiché non si allinea perfettamente con il modello cosmologico standard, che suggerisce una distribuzione più uniforme della materia su così grande scala.
Nonostante ciò, i nuovi dati presentati da Banik al NAM 2025 offrono un solido supporto a questa ipotesi. Le oscillazioni acustiche barioniche (BAO), definite come il “suono del Big Bang”, sembrano avvalorare l’idea di un vuoto locale.
“Queste onde sonore hanno viaggiato solo per un breve periodo prima di rimanere ‘congelate’ una volta che l’universo si è raffreddato abbastanza da permettere la formazione di atomi neutri“, ha spiegato Banik. “Agiscono come un righello standard, la cui dimensione angolare possiamo usare per tracciare la storia dell’espansione cosmica“.
Un vuoto locale, ha aggiunto, distorce leggermente la relazione tra la scala angolare delle BAO e il redshift, a causa delle velocità indotte dal vuoto e dal suo effetto gravitazionale che aumentano leggermente il redshift oltre quello dovuto all’espansione cosmica. “Considerando tutte le misurazioni BAO disponibili negli ultimi 20 anni, abbiamo dimostrato che un modello con un vuoto è circa cento milioni di volte più probabile di un modello senza vuoto con parametri progettati per adattarsi alle osservazioni CMB (Fondo Cosmico a Microonde) effettuate dal satellite Planck, la cosiddetta cosmologia omogenea di Planck“.
Prossimi passi
Il prossimo passo per i ricercatori sarà confrontare il loro modello di vuoto locale con altri metodi per stimare la storia dell’espansione dell’universo, come i cronometri cosmici. Questo approccio prevede l’osservazione di galassie che non stanno più formando stelle. Analizzando il loro spettro di luce, è possibile determinare i tipi e le proporzioni delle stelle presenti. Poiché le stelle più massicce hanno vite più brevi, la loro assenza nelle galassie più antiche fornisce un modo per stabilire l’età della galassia. Combinando questa età con il redshift della galassia – che indica quanto la lunghezza d’onda della sua luce è stata allungata dall’espansione dell’universo mentre viaggiava verso di noi – gli astronomi possono ottenere preziose informazioni sulla storia dell’espansione cosmica.
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